Ji°φ Peterka

Jak jsme si ji₧ n∞kolikrßt zd∙raznili v p°edchozφch dφlech, p°i p°echodu Ethernetu z koaxißlnφ kabelß₧e na kroucenou dvoulinku doÜlo ke skuteΦnΘ äzm∞n∞ kvality", kterou ale Ethernet nevzal na v∞domφ, a interpretoval ji spφÜe jako äzm∞nu kvantity": jde o fakt, ₧e p°i pou₧itφ koaxißlnφ kabelß₧e je p°enosovß cesta skuteΦn∞ (fyzicky) sdφlena vφce uzly, zatφmco p°i pou₧itφ kroucenΘ dvoulinky jsou jednotlivΘ p°φpojky fyzicky vyhrazenΘ (dedikovanΘ) jednotliv²m koncov²m uzl∙m. äKlasick²" Ethernet ve verzi 10Base-T vÜak tuto skuteΦnost ignoruje, a nadßle se sna₧φ chßpat p°φpojky z kroucenΘ dvoulinky jako n∞co, co je sdφlenΘho charakteru. Tφm zachovßvß dosavadnφ sdφlenou povahu Ethernetu, a dosahuje tak velmi snadnΘ nßvaznosti na jinΘ varianty Ethernetu, kterΘ sdφlenΘ b²t musφ - faktem je, ₧e p°echod ze standardu 10Base-T na 10Base2, neboli z kroucenΘ dvoulinky na tenk² koaxißlnφ kabel (a obdobn∞ i na tlust² koaxißlnφ kabel) je velmi p°irozen² a jednoduch² (a z pohledu linkovΘ vrstvy zcela transparentnφ) - co₧ v dob∞ nßstupu kabelß₧e na bßzi kroucenΘ dvoulinky jist∞ bylo nesmφrn∞ d∙le₧itΘ.

╚asem, kdy sφ¥ovΘ rozvody na kroucenΘ dvoulince zaΦaly p°evlßdat, a pot°eba maximßln∞ snadnΘ nßvaznosti na koaxißlnφ rozvody p°estala b²t tak nalΘhavß, si lidΘ zßkonit∞ zaΦali poklßdat otßzku: a neÜlo by n∞jak lΘpe vyu₧φt vlastnostφ kroucenΘ dvoulinky?

Hledßnφ nov²ch °eÜenφ ale nebylo nijak jednoduchΘ, proto₧e Ethernet mß svou zßvislost na sdφlenΘm charakteru p°enosovΘho mΘdia zapsßnu ji₧ ve svΘm rodnΘm list∞ - jeho p°φstupovß metoda CSMA/CD doslova stojφ a padß s tφm, ₧e p°enosovΘ mΘdium je sdφlenΘ.

Switched Ethernet

Jednou ze zajφmav²ch a u₧iteΦn²ch inovacφ Ethernet se stal tzv. switched Ethernet. O samotnΘ podstat∞ switchovßnφ (p°epφnßnφ, p°epojovßnφ na linkovΘ vrstv∞) jsme si v tomto serißlu povφdali ji₧ mnohokrßt, a proto jen velmi struΦnß rekapitulace: jde o zp∙sob manipulace s datov²mi rßmci uvnit° p°epojovacφch uzl∙ (fungujφcφch na ·rovni linkovΘ vrstvy), charakteristick² snahou o maximßlnφ propustnost, a vychßzejφcφ ze skuteΦnosti, ₧e v p°epojovacφm uzlu se äst²kß" spφÜe vφce sφ¥ov²ch segment∙ ne₧ jen dva, jak tomu bylo zvykem u klasick²ch most∙. Prßv∞ toto je podstatn² moment, kter² dßvß switchovßnφ do souvislosti s kabelß₧φ na kroucenΘ dvoulince: dokud se jednalo o koaxißlnφ segmenty, kter²ch bylo mßlo a bylo pot°eba je propojit typicky po dvojicφch, nebylo na vzßjemnΘm p°edßvßnφ datov²ch rßmc∙ z jednoho segmentu do druhΘho moc co optimalizovat.

P°edstava sdφlenΘho a dedikovanΘho segmentu ve switchovanΘm Ethernetu

Teprve v okam₧iku, kdy sφ¥ov²ch segment∙ zaΦalo b²t vφce, p°iÜla na °adu snaha zefektivnit p°edßvßnφ rßmc∙ mezi zdrojov²mi a cφlov²mi segmenty takov²m zp∙sobem, aby to bylo co mo₧nß nejrychlejÜφ, a co nejmΘn∞ to brzdilo obdobnΘ p°edßvßnφ mezi jin²mi skupinami segmentu, kterΘ se äst²kajφ" ve stejnΘm bod∞. Prßv∞ takovß je myÜlenka switchingu, kter² d∞lß zdßnliv∞ nemo₧nΘ: zachovßvß sice celkovou sdφlenou filosofii Ethernetu, ale maximßln∞ vyu₧φvß mo₧nosti kabelß₧e tam, kde sdφlenß nenφ. V ideßlnφm stavu, kdy je ka₧d² sφ¥ov² segment äobydlen" pouze jedin²m koncov²m uzlem, se efektivnost switchovßnφ velmi blφ₧φ teoretickΘmu maximu, kterΘ by m∞la dosahovat p°enosovß technologie beroucφ pln∞ v ·vahu dedikovan² charakter p°φpojek jednotliv²ch uzl∙. P°ednosti switchovßnφ se ovÜem projevujφ i v mΘn∞ ideßlnφch situacφch, kterΘ v praxi nastßvajφ Φast∞ji, a kdy jednotlivΘ segmenty mohou b²t äobydleny" vφce koncov²mi uzly (zatφmco nap°φklad v²konnΘ servery mohou b²t p°ipojeny na samostatn²ch segmentech).

Velmi podstatn²m momentem na celΘm switchovanΘm Ethernetu je fakt, ₧e je ve svΘ podstat∞ neviditeln² - t²kß se pouze internφho zp∙sobu fungovßnφ p°epojovacφch uzl∙ (switch∙), ale net²kß se koncov²ch uzl∙. Nevy₧aduje ₧ßdnou zm∞nu p°φstupovΘ metody, kabelß₧e, k≤dovßnφ, ani jinΘho aspektu, a tudφ₧ nevy₧aduje ani ₧ßdn² nov² standard, ₧ßdnΘ novΘ sφ¥ovΘ karty do koncov²ch uzl∙, ₧ßdnΘ novΘ ovladaΦe apod. Je v jistΘm smyslu ämaximem mo₧nΘho", co lze bez dalÜφch ·prav a zm∞n ävydolovat" z klasickΘho Ethernetu na kroucenΘ dvoulince, navφc za relativn∞ velmi nφzkou cenu. Nenφ proto divu, ₧e se switchovan² Ethernet tak dob°e ujal, a zcela vytlaΦil ze scΘny d°φv∞jÜφ mosty.

Prvnφ äEthernetov² switch" uvedla na trh v b°eznu roku 1990 firma Kalpana (pozd∞ji odkoupenß firmou Cisco). Produkt dostal jmΘno EtherSwitch, Φφm₧ jeho auto°i cht∞li zd∙raznit paralelu s telefonnφ ·st°ednou (kterΘ se v angliΦtin∞ °φkß switch) a jejφm fungovßnφm. OznaΦenφ äswitch" (doslova tedy: ·st°edna) pak propojovacφm za°φzenφm fungujφcφm na v²Üe popsanΘm principu z∙stalo dodnes.

Pln∞ duplexnφ Ethernet

DalÜφm sm∞rem, kter²m se up°ely snahy o zdokonalenφ Ethernetu, byla zm∞na jeho celkovΘho charakteru z poloduplexnφho na pln∞ duplexnφ. Dokud toti₧ Ethernet pou₧φval fyzicky sdφlenΘ mΘdium, nebylo mo₧nΘ po n∞m souΦasn∞ vysφlat ob∞ma sm∞ry, a proto veÜkerß komunikace musela b²t pouze st°φdavß, neboli poloduplexnφ. Jakmile vÜak mφsto koaxißlnφch kabel∙ nastoupila kroucenß dvoulinka, principißlnφ d∙vody pro poloduplexnφ fungovßnφ p°estaly platit - pozor ale na fakt, ₧e p°enos ob∞ma sm∞ry souΦasn∞, neboli äv plnΘm duplexu" m∙₧e probφhat pouze tam, kde jednotlivΘ segmenty jsou skuteΦn∞ dedikovanΘ, a nikoli logicky sdφlenΘ vφce uzly (jako je tomu v p°φpad∞ p°ipojenφ pracovnφch stanic na dneÜnφm obrßzku, kterΘ jsou propojeny na principu opakovaΦe).

Mo₧nost pln∞ duplexnφho provozu p°ipadß v ·vahu pouze tam, kde z principu nemohou vznikat ₧ßdnΘ kolize, tj. tam kde existujφ a mohou spolu komunikovat prßv∞ a pouze dva uzly: pokud jsou propojeny pomocφ dvou samostatn²ch p°enosov²ch cest (v naÜem p°φpad∞ pomocφ dvou pßr∙ vzßjemn∞ zkroucen²ch vodiΦ∙), tak ₧e v²stup jednoho uzlu je napojen na vstup druhΘho uzlu a naopak (co₧ na naÜem dneÜnφm obrßzku p°ipadß v ·vahu pro server, p°ipojen² p°φmo k EthernetovΘmu switchi, prost°ednictvφm samostatnΘho a nesdφlenΘho segmentu).

Mß-li ale b²t mo₧nost plnΘho duplexu skuteΦn∞ vyu₧ita, neboli mß-li b²t mo₧nΘ soub∞₧nΘ vysφlßnφ i p°φjem, pak je nutnΘ pozm∞nit celkov² zp∙sob fungovßnφ Ethernetu na kroucenΘ dvoulince (tj. standard 10Base-T), kter² takovΘto soub∞₧nΘ vysφlßnφ chßpe jako kolizi. A prßv∞ zde je kßmen ·razu: na rozdφl od äb∞₧nΘho" switchovanΘho Ethernetu je zde nutnΘ m∞nit standard, a takΘ po°izovat si novΘ sφ¥ovΘ karty, instalovat novΘ ovladaΦe, pou₧φvat novΘ prost°edky pro monitorovßnφ a sprßvu sφt∞, a to vÜe za p°φslib teoreticky dvojnßsobnΘho zv²Üenφ pr∙chodnosti. K tomu vÜak v praxi dochßzφ jen velmi z°φdka, proto₧e charakter datov²ch komunikacφ je ve svΘ podstat∞ spφÜe poloduplexnφ (dφky logice svΘho fungovßnφ), a proto v∞tÜinou nedokß₧e mo₧nosti pln∞ duplexnφch p°enos∙ efektivn∞ vyu₧φt.

Pln∞ duplexnφ Ethernet se proto v praxi p°φliÜ neujal, a v∞tÜinou z∙stal ve stßdiu proprietßrnφch °eÜenφ, vßzan²ch jen na produkty urΦitΘ konkrΘtnφ firmy.

Izochronnφ Ethernet

V nep°φliÜ dßvnΘ dob∞ se prosadil jeÜt∞ jeden zajφmav² v²vojov² trend, usilujφcφ dodat Ethernetu to, co mu kv∙li jeho principu od zaΦßtku chybφ: schopnost garantovat urΦitou p°enosovou kapacitu. Jak jsme si ji₧ n∞kolikrßt zd∙raz≥ovali, vzhledem k nedeterministickΘ povaze p°φstupovΘ metody CSMA/CD Ethernet nenφ schopen nikomu zajistit, ₧e se v∙bec dostane äke slovu" a bude moci n∞co odvysφlat (by¥ mu to slibuje s pravd∞podobnostφ, kterß je v praxi velmi vysokß, viz 2. dφl tohoto modulu). Ze stejnΘho d∙vodu Ethernet nedokß₧e garantovat ani pravidelnost p°enos∙, Φi ärezervovat" n∞komu konkrΘtnφ p°enosovou kapacitu ve stylu p°epojovßnφ okruh∙. Pro n∞kterß praktickß pou₧itφ, jako nap°φklad pro p°enos hlasu Φi obrazu, je vÜak n∞co takovΘho velmi ₧ßdoucφ.

Snahy "naroubovat" na Ethernet takovΘ mechanismy, kterΘ by umo₧≥ovaly garantovan² zp∙sob fungovßnφ, se nakonec poda°ily - ale o tom, jak p°esn∞ se toho dosßhlo, si povφme a₧ p°φÜt∞.